Question

【题目】热水器的“能效比”是衡量热水器性能的指标之一。空气源热泵热水器是新一代高“能效比”(“能效比”为热泵机组产出的热量与投入的电能之比)的热水装置，其工作原理简化为如图末－15所示。工作物质在蒸发器中吸收空气的热迅速汽化，通过消耗少量电能驱动的压缩机将其压缩成高温高压的气体，在冷凝器内液化放出热量，并对冷水加热，使水温升高，达到制热水的目的。下表是某型号热泵热水器的部分参数，其中“65 L/h”表示此热水器当进水温度为15 ℃，出水温度为55 ℃时，每小时可出热水65 L。请你解答：

(1)65 L水温度从15 ℃升高到55 ℃吸收的热量_________。

(2)此热水器正常工作1 h消耗的电能 __________。

(3)此热水器的“能效比”____________100%(填“>”“＝”或“<”)。结合工作原理说明使用该热水器比电热水器节省费用的原因____________。

Answer 1

【答案】 1.092×107 J 2.772×106 J > 在热泵热水器中，水获得的内能大部分来源于空气，其余来源于电能，而空气提供的内能是免费的。

【解析】水的体积为65L，故可得水的质量 m=ρv=1.0×103kg/m3×65×10﹣3m3=65kg；当水温度从15℃升高到55℃时，水吸收的热量Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×65kg×（55℃﹣15℃）=1.092×107J．

从表格可以得出额定输入功率为770W，可得1h热水器消耗的电能W=Pt=770W×1×3600s=2.772×106J．

因为“能效比”为热泵机组产出的热量与投入的电能之比，所以每小时，65L水温度从15℃升高到55℃吸收的热量为1.092×107J，而消耗的电能为2.772×106J．1.092×107J大于2.772×106J，所以热水器的“能效比”大于100%；因为在热泵热水器中，水吸收的热量有一大部分来源于空气，然后通过消耗少量电能获得，而电热水器完全是电能转化为内能的．